近年来，推动RF系统实现更宽带宽、更高性能、更低功耗，同时提高频率范围并缩小尺寸的力量越来越强大。这一趋势已成为技术进步的驱动力，RF器件的集成度远超以往所见。有许多因素在推动这一趋势。
卫星通信系统为了发送和接收每天收集到的数TB数据，对数据速率的要求已达到4 Gbps。这一要求推动系统的工作频率提高到Ku和Ka波段，原因是在这些频率上更容易实现更宽的带宽和更高的数据速率。这势必导致通道密度更高，每通道的带宽更宽。
在信号情报领域，性能要求也在不断提高。此类系统的扫描速率越来越高，故而要求系统具有快速调谐PLL和宽带宽覆盖范围。对尺寸更小、重量更轻、功耗更低(SWaP)和集成度更高系统的需求，源于业界希望在现场操作手持式设备，以及希望提高大型固定位置系统的通道密度。
相控阵的发展同样得益于单芯片RF系统集成度的提高。集成让收发器越来越小，使得每个天线元件都可以有自己的收发器，进而促使模拟波束赋形向数字波束赋形转变。通过数字波束赋形，单一阵列可以同时追踪多个波束。相控阵系统应用广泛，包括天气雷达和定向通信等。由于低频信号环境变得越来越拥堵，许多应用不可避免地要求提高频率。
本文介绍如何利用一种高度集成的架构来应对上述挑战，该架构将AD9371收发器用作中频接收机和发射机，使得整个中频级及其相关器件都可以从系统中移除。文中比较了传统系统与提议的架构，并举例说明了如何通过典型设计流程来实现此架构。具体说来，使用集成收发器可以实现一些高级频率规划，这是标准超外差样式收发器做不到的。
超外差架构概述
超外差架构由于能实现很高的性能而成为多年来的首选架构。超外差接收机架构通常包括一个或两个混频级，混频级馈入模数转换器(ADC)。典型超外差收发器架构如图1所示。
图1.传统X和Ku波段超外差接收和发射信号链
第一转换级将输入RF频率上变频或下变频至带外频谱。第一IF（中频）的频率取决于频率和杂散规划、混频器性能以及RF前端使用的滤波器。然后，第一IF向下转换为ADC可以数字化的较低频率。虽然ADC在处理更高带宽的能力上取得了巨大进步，但为达到最优性能，其频率上限目前是2 GHz左右。输入频率更高时，必须考虑性能损失，而且更高输入频率要求更高时钟速率，这会导致功耗上升。
除混频器外，还有滤波器、放大器和步进衰减器。滤波用于抑制不需要的带外(OOB)信号。若不加抑制，这些信号会在目标信号上产生杂散，使目标信号很难或无法进行解调。放大器设置系统的噪声系数和增益，提供足够高的灵敏度以接收小信号，同时又不是太高以至于ADC过度饱和。
还有一点需要注意，此架构常常需要使用表面声波(SAW)滤波器以满足ADC严格的抗混叠滤波器要求。SAW滤波器会提供急剧滚降性能以满足这些要求，但同时也会带来明显的延迟和纹波。
图2所示为一个X波段超外差接收机频率规划示例。该接收机希望接收8 GHz和12 GHz之间的信号，带宽为200 MHz。目标频谱与可调谐本振(LO)混频，产生5.4 GHz IF。然后，5.4 GHz IF与5 GHz LO混频以产生最终的400 MHz IF。最终IF范围是300 MHz至500 MHz，这是很多ADC能够发挥良好性能的频率范围。
